设计一个数字秒表

Question

要求用74LS161及少量的门电路组成，同时能实现暂停和继续功能
谢谢几位兄弟，不过因为实验要求的限制，
必须用74LS161和其他少量门来实现

Answer 1

数字秒表电路设计2007年12月18日 星期二 下午 09:16
数字秒表电路设计
一、工作原理

本电路由启动、清零复位电路、多谐振荡电路、分频计数电路、译码显示电路等组成。如下图所示：

启动清零复位电路主要由U6A、U6B、U7B、U7D组成，其本质是一个RS触发器和单稳态触发器。J1控制数字秒表的启动和停止，J2控制数字秒表的清零复位。开始时把J1合上，J2打开，运行本电路，数字秒表正在计数。
当打开J1，合上J2键，J2与地相接得到低电平加到U6B的输入端，U6B输出高电平又加到U6A的输入端，而U6A的另一端通过电阻R15与电源相接得到高电平，（此时U6B与U6A组成RS触发器），U6A输出低电加到U7A的输入端，U7A被封锁输出高电平加到U5的时钟端，因U5不具备时钟脉冲条件，U5不能输出脉冲信号，因此U3、U4时钟端无脉冲而停止计数。当J1合上时，打开J2键，J1与地相接得到低电平加到U6A的输入端，U6A输出高电平加到U6B的输入端，U6B输出低电平加至U7B，使U7B输出高电平，因电容两端电压不能跃变，因此在R7上得到高电平加到U7D输入端，U7D输出低电平（进入暂态）同时加到U3、U4、U5的清零端，使得U3、U4的QD---QA输出0000，经U1、U2译码输出驱动U9、U10显示“00”。因为U7B与U7D组成一个单稳态电路，经过较短的时间，U7D的输出由低电平变为高电平，允许U3、U4、U5计数。同时U6A输出高电平加到U7A的输入端，将U7A打开，让555的3脚输出100KHZ的振荡信号经U7A加到U5的时钟脉冲端，使得U5具备时钟脉冲条件，U5的9、10、7脚接高电平，U5构成十分频器，对时钟脉冲计数。当U5接收一个脉冲时，U5内部计数加1，如果U5接收到第十个脉冲时，U5的15脚（RCO端）输出由低电平跳变为高电平作为U4的时钟脉冲，从而实现了对振荡信号的十分频，产生周期为0.1S的脉冲加至U4的时钟端。U4的9、10、7脚接高电平，当U4接收到来自U5的脉冲时，U4的QD---QA输出0001加到U2的DCBA端，经U2译码输出1001111经电阻R8~R14驱动数码管U10显示，此时数码管显示“1”，当U4计数到1001时，U4的15脚输出高电平接到U7C，经反相后得到低电平，加到U3的时钟脉冲端，U3A不具备时钟脉冲条件，当U4再接收一个脉冲时，U4的输出由1001翻转为0000，此时U4的15脚输出低电平通过U7C反相输出高电平，从而得到一上升沿脉冲加至U3的时钟端，使得U3的QD---QA输出0001加到U1的DCBA输入端，经U1译码输出100111，经电阻R1~R7驱动数码管U9，数码管显示“1”。如此循环的计数，最后数码管U9、U10显示最大值99即9.9秒。
由集成块555、电阻R19、R18、电容C1、C2组成多谐振荡器，当接通电源，电源通过电阻R19与R18对电容C2进充电，当UC2上升到2/3VCC时，集成块555的3脚输出低电平，内部三极管导通，C2通电阻R19进行放电，当UC2下降到1/3VCC时，内部三极管截止，集成块555的3脚输出高电平，接着电源又通过电阻R19与R18对电容C2进充电，当UC2上升到2/3VCC时，集成块555的3脚输出低电平，如此循环的充、放电，555的3脚输出100HZ的矩形方波信号加到U7A的输入端。
二、设计依据
本电路主要采用了二输入与非门74LS00，十进制BCD码计数器74LS160，BCD七段译码器/驱动器7447，555时基集成电路，七段数码管。
利用74LS00可以组成RS触发器，单稳态触发器。其74LS00的逻辑功能是有0出1，无0出0。
其逻辑表达式：Y＝/（AB） ，真值表如下：

A B Y
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0

十进制BCD码计数器74LS160具备计数分频功能，其真值表如下：

输入 输出
CLK CLR LOAD EP ET A B C D QA QB QC QD
X 0 X X X X X X X 0 0 0 0
↑ 1 0 X X A B C D A B C D
X 1 1 0 X X X X X 保持
X 1 1 X 0 X X X X 保持
↑ 1 1 1 1 X X X X 加法计数
↑ 1 0 X X 0 0 0 0 0 0 0 0

逻辑功能：当CLR，LOAD，EP，ET均接高电平时，时钟CP端每来一个上升沿，计数器在原来的基数上加1，并从QA，QB，QC，QD，输出相应的十进制BCD码。利用74LS160的这个功能特点可以设计出十分频器，计数器。

7447为BCD七段译码器/驱动器，真值表如下：

十进制 LT RB D C B A BI/RBO a b c d e f g
0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1
1 1 X 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1
2 1 X 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0
3 1 X 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 1 0
4 1 X 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0
5 1 X 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0
6 1 X 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 0 0
7 1 X 0 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1
8 1 X 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
9 1 X 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0

7447为四线-七段译码器，可以用来驱动七段共阳极数码管，当LT，RBI，BI，端接高电平时，从DCBA端输入BCD码时，从abcdefg端输出相应的数码管显示码。

结合四线-七段译码器7447可以现实0到9个数字。

555时钟电路可以构成多谐振荡器，真值表如下： RST THR TRI OUT TD
0 X X 0 导通
1 >2\3VCC >1\3VCC 0 导通
1 <2\3VCC >1\3VCC 不变 不变
1 <2\3VCC <1\3VCC 1 截止
1 >2\3VCC <1\3VCC 1 截止
注明：6脚为THR，触发器输入端，低电平有效。
2脚为TRI，阀值输入端，高电平有效。4脚为RST，总复位端，低电平有效。
7脚为DIS，放电端。5脚为CON，控制端。1脚接地，8脚接电源。
3脚为输出端。TD为内部三极管。
三、电路图

四、验证功能

1、555振荡器输出波形与秒计数单元逻辑功能输出波形：

五、总结报告
（1）本电路采用555定时器及电阻、电容组成多谐振荡器为74LS160提供时钟信号。
（2）由74LS00两个与非门组成RS触发器，以及两个74LS00、C3、R17组成单稳态电路。
（3）利用74LS160作为十分频和加法计数，而U3、U4通过一个与非门进行级联。
（4）用两个7447作为译码驱动加到了数码管。

Answer 2

秒脉冲可以用CD4060、CD4013加晶振产生，这个是必须有的，否则没有信号驱动161，也就谈不上秒表。
需要至少两片161，一片以10进制计数，一片以6进制计数，这个最多能跑一分钟，再加两块161可以最多跑一个小时，也就是3600秒。
至于暂停继续，也可以用CD4013做，它大名叫D触发器，把它连成二分频翻转触发的方式，也就是给一下脉冲（即暂停、继续的控制按键），它的输出电平就翻转一次，把输出接在161的使能端上，就可以实现暂停、继续的功能。前面说的CD4060是分频器，晶振可以用32768Hz的，接在4060上，至于怎么接，芯片手册上说得很清楚。我上学时候做的数电试验比你这个复杂多了，是抢答器，用了40个数码管30多个芯片呐~ 呵呵，后来学会了单片机，这个如果让用单片机做，会变得很easy！眼下，还是听老师的话吧，否则得不到‘优’了~

Answer 3

我倒是用163做过秒表哈
我们当时做实验的时候是用EWB仿真的，也是有暂停和继续的功能
其中需要脉冲哈，但是EWB是自带的，不过你做硬件的时候最好用555来产生脉冲，从而实现秒表
我说哥哥，做秒表是单片机来做简直是简单的不的了，为什么不用哦

Answer 4

这里有一个介绍，你参考一下吧，只是集成块是74LS160的。http://hi.baidu.com/lining2000/blog/item/772f7c63828d96630c33fab0.html

Answer 5

可以分开显示